JP3930316B2 - 偏光面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、輝度の均一性や色特性に優れる液晶表示装置の形成に好適な偏光面光源装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来、光出射手段具備の光学フィルムを液晶表示パネルの視認側表面に接着し、パネル側面に配置した光源からの入射光ないしその伝送光を前記光出射手段を介し反射させて、液晶表示パネルを照明するようにした液晶表示装置が知られていた（特開２０００−１４７４９９号公報）。これは、サイドライト型導光板からなる面光源装置を用いた場合の嵩高化、高重量化の難点を克服して、薄型軽量化を可能とし、透過型等に比べて薄型化が容易な反射型の液晶表示装置の利点を活かしたものである。
【０００３】
しかしながら、前記した光出射手段具備の光学フィルムと液晶セルの間に偏光板を配置してなる偏光面光源装置の形態において、光源を介しパネル側面より光を入射させた場合に、その光源より遠離るほど正面輝度が低下し、発光色の色相が変化して表示ムラが強くなる問題点があった。
【０００４】
【発明の技術的課題】
本発明は、偏光板を有する形態において、前記した正面輝度の減衰問題や、発光色の色相変化による表示ムラ問題を解決し、液晶表示パネルの側面より入射させた光を効率よく視認方向に光路変換して薄型軽量で明るく、見易い表示の液晶表示装置の形成も可能な偏光面光源装置の開発を課題とする。
【０００５】
【課題の解決手段】
本発明は、側面に照明装置を有する透明基板の表面側に、少なくとも偏光板を介して光路制御層を有してなり、その偏光板が透過率４５％以上、偏光度９６％以上、平行ａ値−０．４〜−０．３、直交ａ値１６〜１８、平行ｂ値−０．７〜０、及び直交ｂ値−５７〜−５４を満足し、前記の光路制御層が透明基板の側面からの入射光を当該透明基板の裏面方向に反射する光路変換斜面を具備する光出射手段の複数を有することを特徴とする偏光面光源装置、及びその偏光面光源装置を液晶表示パネルの視認側又は背面側の一方又は両方に有することを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【０００６】
なお前記偏光板の平行ａ値、直交ａ値、平行ｂ値、及び直交ｂ値において、平行は一対の偏光板の吸収軸を平行とした状態、直交は一対の偏光板の吸収軸を直交させた状態を意味し、ａ値及びｂ値は、ハンターのＬａｂ空間による表色系におけるクロマチックネス指数を意味する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、前記した透過率と偏光度を示す偏光板を用いることにより、照明装置を配置した透明基板の入射側面から遠離るほど、すなわち入射光ないしその伝送光が偏光板を透過する機会が多くなるほど正面輝度が低下することを抑制でき、正面輝度の均一性に優れる偏光面光源装置を得ることができる。また前記した平行及び直交のａ値及びｂ値を示す偏光板を用いることにより、入射側面から遠離るほど発光色の色相変化が大きくなることを抑制でき、色ムラの少ない偏光面光源装置を得ることができる。
【０００８】
さらに本発明の偏光面光源装置は、それを液晶セルのセル基板として用いることもできる。偏光面光源装置をセル基板として液晶表示パネルに組み込むことで、そのセル基板の側面より入射させた光を光路制御層の所定の傾斜角を有する光路変換斜面を介し効率的に、かつ指向性よく視認方向に光路変換でき、薄型軽量で明るく、表示ムラが少なくて見易い表示の液晶表示装置を形成することができる。
【０００９】
【発明の実施形態】
本発明による偏光面光源装置は、側面に照明装置を有する透明基板の表面側に、少なくとも偏光板を介して光路制御層を有してなり、その偏光板が透過率４５％以上、偏光度９６％以上、平行ａ値−０．４〜−０．３、直交ａ値１６〜１８、平行ｂ値−０．７〜０、及び直交ｂ値−５７〜−５４を満足し、前記の光路制御層が透明基板の側面からの入射光を当該透明基板の裏面方向に反射する光路変換斜面を具備する光出射手段の複数を有するものからなる。
【００１０】
前記の例を図１、２に示した。１が偏光面光源装置であり、１Ｃが透明基板、１Ｂが偏光板、１Ａが光路制御層、５１が照明装置である。またＡが光出射手段で、ａがその光路変換斜面である。なお図２は、液晶表示装置としたものを示している。
【００１１】
透明基板としては、１種又は２種以上の樹脂やガラス等からなる従来のセル基板や導光板に準じた適宜なものを用いることができ、特に限定はない。ちなみにその樹脂の例としては、アセテート系樹脂やポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂やポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂やポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂やアクリル系樹脂、ポリエーテル系樹脂やポリ塩化ビニル、セルロース系樹脂やスチレン系樹脂やノルボルネン系樹脂、あるいはアクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、ないし紫外線、電子線等の放射線硬化型の樹脂などがあげられる。
【００１２】
就中、耐熱性等の点よりエポキシ系樹脂の如き硬化型樹脂、照明光の伝送性や表示光の透過性等の点より青板ガラスに対する白板ガラスの如く、透明性に優れるものが好ましい。また樹脂では、光弾性係数の小さいものが好ましい。さらに光伝送方向や厚さ方向の複屈折を可及的に抑制して光損失や色ムラを低減する点などより、位相差が可及的に小さくて光学的等方性や表面平滑性などに優れるものが好ましい。
【００１３】
透明基板の厚さについては特に限定はなく、使用目的に応じた強度等に応じて適宜に決定しうる。セル基板や導光板とする場合には、液晶封入等の強度と光伝送効率と薄型軽量性のバランスなどの点より、２０μm〜５mm、就中５０μm〜３mm、特に１００μm〜２mmの厚さが一般的である。光伝送基板の点よりは、入射効率や伝送効率等の点より断面積が大きいほど有利であり、従って厚いほど好ましい。一方、それに対して薄型軽量化の点よりは薄いほど有利である。
【００１４】
なお透明基板は、同厚板であってもよいし、厚さが部分的に相違するものであってもよい。例えば当該伝送方向に断面楔形とした形態などの如く、厚さを部分的に相違させたものが光出射手段の傾斜配置による、その光路変換斜面への伝送光の入射効率の向上などの点より有利なときもある。
【００１５】
偏光板としては、透過率が４５％以上、偏光度が９６％以上、平行ａ値が−０．４〜−０．３、直交ａ値が１６〜１８、平行ｂ値が−０．７〜０、及び直交ｂ値が−５７〜−５４であることの全部を満足するものが用いられる。これにより上記した如く偏光板による吸収等に基づく、入射側面から遠離るほど輝度が低下したり、発光色の色相変化が大きくなることを抑制することができる。なお前記の透過率は４５．２〜５０％、偏光度は９６．５〜９９．９９９％であることが好ましい。
【００１６】
前記の特性を示す偏光板は、例えばポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて延伸した偏光フィルムなどとして得ることができる。
【００１７】
すなわち具体的には例えば、ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素又はホウ酸／ヨウ化カリウム等の水溶液に浸漬して染色し、元長の３〜７倍に一軸延伸する方法などにて前記の特性を示す偏光板を作製することができる。その作製に際しては必要に応じて、染色前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗することもできる。水洗は、フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤の洗浄除去に加えて、フィルムの膨潤による染色ムラなどの防止にも有効である。なお延伸処理は、染色後、又は染色しながら、あるいは水浴中にて行うこともできる。
【００１８】
偏光フィルムの厚さは、５〜８０μmが一般的であるがこれに限定されない。偏光板は、偏光フィルムのみからなっていてもよいし、偏光フィルムの片面又は両面に透明保護層を設けたものであってもよい。その透明保護層は、照明装置等を介して入射させる光の波長域に応じ、それに透明性を示す適宜な材料の１種又は２種以上を用いて形成することができる。
【００１９】
ちなみに透明保護層を形成する可視光域用の材料としては、例えば上記した透明基板で例示した樹脂などがあげられる。就中、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性などに優れるものが好ましく用いられる。輝度ムラや色ムラの少ない偏光面光源装置を得る点より、好ましい透明保護層は、複屈折を示さないか、複屈折の小さいもの、就中、面内の平均位相差が３０nm以下のものである。
【００２０】
位相差の小さい透明保護層とすることにより、直線偏光が入射した場合にその偏光状態を良好に維持できて有利である。色ムラ等の防止の点より、透明保護層における面内の好ましい平均位相差は、２０nm以下、就中１５nm以下、特に１０nm以下であり、その位相差の場所毎のバラツキが可及的に小さいものがより好ましい。
【００２１】
また接着処理にて透明保護層に発生しやすい内部応力を抑制して、その内部応力による位相差の発生を防止する点よりは、光弾性係数の小さい材料からなる透明保護層が好ましい。さらに透明保護層の厚さ方向の平均位相差も５０nm以下、就中３０nm以下、特に２０nm以下であることが色ムラ防止等の点より好ましい。低位相差の透明保護層の形成は、例えば既成のフィルムを焼鈍処理する方式等にて、内部の光学歪みを除去する方式などの適宜な方式にて行いうる。好ましい形成方式は、キャスティング方式にて位相差の小さい透明保護層を形成する方式である。
【００２２】
透明保護層における前記の位相差は、可視域の光、特に波長５５０nmの光に基づくものであることが好ましい。なお上記した面内の平均位相差は、面内最大屈折率方向の平均屈折率をｎx、面内でｎx方向に直交する方向の平均屈折率をｎy、厚さ方向の平均屈折率をｎz、平均厚さをｄとしたとき、（ｎx−ｎy）×ｄにて定義され、厚さ方向の平均位相差は、｛（ｎx＋ｎy）／２−ｎz｝×ｄにて定義される。
【００２３】
透明保護層は、単層物として形成されていてもよいし、同種又は異種の材料からなる積層体などとして形成されていてもよい。また透明保護層は、光路制御層として形成されていてもよい。さらに透明保護層は、ハードコート処理や反射防止処理、スチィッキング防止処理や拡散ないしアンチグレア処理を施したものなどであってもよい。
【００２４】
前記のハードコート処理は、偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系やウレタン系、シリコーン系などの適宜な紫外線等の硬化型樹脂による、硬度や滑り性等に優れる硬化皮膜を透明保護層の表面に付加する方式などにて形成することができる。また反射防止処理は、偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、干渉膜等からなる従来に準じた反射防止膜などとして形成することができる。
【００２５】
一方、スティッキング防止処理は、隣接層との密着防止を目的に施され、拡散ないしアンチグレア処理は、偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や、透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて透明保護層の表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。
【００２６】
前記の透明微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μmのシリカやアルミナ、チタニアやジルコニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸化アンチモン等からなる、導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの１種又は２種以上が用いられる。透明微粒子の使用量は、透明樹脂１００重量部あたり２〜５０重量部、就中５〜２５重量部が一般的である。
【００２７】
透明微粒子配合のアンチグレア層は、透明保護層そのものとして、あるいは透明保護層の表面への塗工層などとして設けることができる。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層(視角拡大機能など)を兼ねるものであってもよい。なお、上記した反射防止層やスティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、それらの層を設けたシートなどからなる光学層として、透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
【００２８】
透明保護層の厚さは、薄型軽量化等の点より積層体からなる場合を含めて、５〜５００μm、就中１０〜３００μm、特に２０〜１００μmが好ましい。フィルムからなる透明保護層は、例えばホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドやメラミン、シュウ酸等の水溶性架橋剤を含むことのあるポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒドやメラミン、シュウ酸等の水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤や、粘着層などの適宜な透明接着剤を用いて、偏光フィルムと接着することができる。
【００２９】
前記した接着層は、水溶液の塗布乾燥膜として形成されるが、その水溶液の調製に際しては必要に応じて、他の添加剤や、酸等の触媒を配合することもできる。特に透明保護層が光路制御層を有するものである場合には、アクリル系やゴム系等の適宜な透明粘着剤による接着処理が好ましい。
【００３０】
偏光板の上側（表面側）に設ける光路制御層は、例えば前記した偏光板における透明保護層として設けることもできるし、透明フィルムに光出射手段を形成して、その透明フィルムを接着層を介し偏光板等に接着することにより設けることもできる。なお光路制御層を透明保護層として設ける場合、光路制御層１Ａのみの単層物からなる透明保護層として、従って透明フィルムを省略したものとして形成することもできる。
【００３１】
光路制御層１Ａは、図２に折線矢印αで例示した如く、側面に照明装置５１を有する透明基板１Ｃの表面側にその基板平面に沿う方向に、光出射手段Ａの形成面が外側となるように配置して、前記照明装置を介した側面方向からの入射光ないしその伝送光を、光路変換斜面ａを介し反射させて透明基板の裏面側に、従って液晶表示パネルの視認方向に光路変換し、偏光板１Ｂを介し偏光特性を示す光として透明基板１Ｃより出射させ、その出射光を液晶表示パネル等の照明光（表示光）として利用できるようにすることを目的とする。
【００３２】
透明基板よりその正面（垂直）方向への指向性よく出射させる点より好ましい光出射手段Ａは、図１に例示した如く、透明基板１Ｃが形成する平面に対する傾斜角θ１が３５〜４８度の光路変換斜面ａを具備するものである。光路変換斜面の当該傾斜角が３５度未満では、フロントライト方式において液晶セルの背面側に反射層を配置して当該光路変換光を反射させた場合に、その反射光に基づく表示光の液晶表示パネルより出射する角度が３０度を越えることとなり、視認に不利となる場合がある。
【００３３】
また通例、液晶表示パネルは、正面方向の視認による表示が最良となるように形成され、視認角度が垂直から外れて斜視となるほど表示特性が低下する特性を示すので、前記出射角が３０度を越えると良好な表示品位が得られにくくなる。一方、光路変換斜面の当該傾斜角が４８度を超えると、光路変換斜面で全反射されずに斜面から光洩れが生じやすくなり、光利用効率が低下する。
【００３４】
従って前記において光路変換斜面による反射方式に代えて、表面を粗面化した光出射手段による散乱反射方式とした場合には、垂直な方向に反射しにくく、液晶表示パネルの正面方向より大きく傾いた方向に出射されて、液晶表示が暗く、コントラストに乏しくなる。
【００３５】
光路変換斜面を介し効率よく全反射させて透明基板より、それが形成する平面の法線方向に指向性よく出射させ、液晶セル等を効率よく照明して、明るくて見やすい液晶表示等を達成する点より、光路変換斜面の好ましい当該傾斜角θ１は、３８〜４５度、就中４０〜４４度である。
【００３６】
光出射手段は、前記した光路変換斜面を一面又は二面以上有する適宜な形態、例えば光路変換斜面に対する横断面に基づいて、三角形〜五角形等の形態を有する凹部又は凸部にて形成することができる。ちなみに図１の例では、光路変換斜面ａと当該傾斜角θ２が大きい立面ｂを具備する断面三角形の光出射手段を示したが、二面の光路変換斜面ａを有する断面二等辺三角形の光出射手段などであってもよい。なお前記断面の多角形は、厳密な意味ではなく、面の角度変化や面の交点からなる角の円化等の変形は許容される。
【００３７】
前記の如く光出射手段は、凸部にて形成することもできるが、光の利用効率や傷付き難さ等の点よりは、図例の如く凹部にて形成されていることが好ましい。就中、サイズの小型化による視覚性の低減や製造効率などの点より、断面三角形の凹部からなる光出射手段が好ましい。なお凹部は、光出射手段が光路制御層内に凹んでいること（溝）を意味し、凸部は光出射手段が光路制御層外に突出していること（山）を意味する。
【００３８】
また光出射手段は、その小型化、ひいては光路制御層の薄層化を目的に複数形成される。その場合、一辺から他辺にわたり連続した光出射手段をストライプ状に配列させたものや、不連続に断続する状態で複数の光出射手段を分布させたものとして形成することができる。さらに光出射手段は、前記の連続又は不連続の状態にて、その光路変換斜面に基づいて、平行に分布していてもよいし、不規則に分布していてもよく、仮想中心に対してピット状（同心円状）に配置された分布状態にあってもよい。
【００３９】
複数の光出射手段の配置状態は、その形態などに応じて適宜に決定することができる。上記したように光路変換斜面ａは、照明モードにおいて照明装置による側面方向からの入射光を、透明基板の裏面方向に反射して光路変換するものであることより、斯かる光路変換斜面を具備する光出射手段を全光線透過率が７５〜９２％で、ヘイズが４〜２０％となるように分布させることが、照明装置を介した側面方向からの光を光路変換して、液晶セル等を効率よく照明する偏光面光源装置を得、明るくてコントラストに優れる液晶表示を達成する点より好ましい。
【００４０】
斯かる全光線透過率とヘイズの特性は、光出射手段のサイズや分布密度等の制御にて達成でき、例えば光出射手段形成面に占める光出射手段の投影面積に基づく占有面積を、１／１００〜１／８、就中１／５０〜１／１０、特に１／３０〜１／１５とすることにより達成することができる。
【００４１】
より具体的には、光路変換斜面のサイズが大きいと、観察者にその斜面の存在が認識されやすくなって表示品位を低下させやすくなり、液晶セル等に対する照明の均一性も低下しやすくなることなども考慮して、連続する光出射手段を平行に分布させる場合、そのピッチを２mm以下、就中２０μm〜１mm、特に５０〜５００μmとし、透明基板が形成する平面に対する光路変換斜面の投影幅を４０μm以下、就中３〜２０μm、特に５〜１５μmとすることが好ましい。
【００４２】
なお連続する光出射手段の分布は、透明基板の一辺に対して平行であってもよいし、３０度以内の交差状態で配列していてもよい。後者は、液晶セル等の画素との干渉によるモアレの防止等に有効である。またモアレの防止は、配列ピッチの調節にても行うことができる。従って、当該ピッチは変化していてもよいし、一定であってもよい。
【００４３】
一方、不連続な光出射手段を平行に、又は不規則に分布させる場合や、仮想中心に対してピット状に分布させる場合には、前記した特性の達成に加え、光路変換斜面による反射効率も考慮して、光路変換斜面の長さを光出射手段の深さの５倍以上、就中８以上、特に１０以上の光出射手段とすることが好ましい。
【００４４】
また光路変換斜面の長さは５００μm以下、就中２００μm以下、特に１０〜１５０μm、光出射手段の深さ及び幅は２〜１００μm、就中５〜８０μm、特に１０〜５０μmとすることが好ましい。なお前記の長さは、光路変換斜面の長辺方向の長さ、深さは光出射手段形成面を基準とする。また幅は、光路変換斜面の長辺方向と深さ方向とに直交する方向の長さに基づく。
【００４５】
なお光出射手段を形成する面であって、所定傾斜角の光路変換斜面ａを満足しない面、例えば図１における光路変換斜面ａに対向する立面ｂ等は、セル側面方向からの入射光を透明基板より出射させることに寄与するものではなく、表示品位や光伝送ないし光出射に可及的に影響しないことが好ましい。
【００４６】
ちなみに透明基板が形成する平面に対する立面の傾斜角θ２が小さいと、その平面に対する立面の投影面積が大きくなり、図２に例示した如く偏光面光源装置１を視認側に配置したフロントライト方式における外光モードでは、その立面による表面反射光が観察方向に戻って表示品位を阻害しやすくなる。
【００４７】
従って立面等の当該傾斜角θ２は大きいほど有利であり、それにより透明基板が形成する平面に対する投影面積を小さくできて、全光線透過率の低下等を抑制することができる。また光路変換斜面と立面による頂角も小さくできて、表面反射光を低減でき、その反射光を透明基板の平面方向に傾けることができて、液晶表示への影響を抑制することができる。斯かる点より、立面等の好ましい傾斜角θ２は、５０度以上、就中６０度以上、特に７５〜９０度である。
【００４８】
光出射手段Ａを形成する斜面は、直線面や屈折面や湾曲面等の適宜な面形態に形成されていてよい。また光出射手段の断面形状は、その傾斜角等が光路制御層の全面で一定な形状であってもよいし、吸収ロスや先の光路変換による伝送光の減衰に対処して、透明基板上での発光の均一化を図ることを目的に、光が入射する側の側面から遠離るほど光出射手段を大きくしてもよい。
【００４９】
また一定ピッチの光出射手段とすることもできるし、光が入射する側（矢印）の側面から遠離るほど徐々にピッチを狭くして、光出射手段の分布密度を多くしたものとすることもできる。さらにランダムピッチにて、透明基板上での発光の均一化を図ることもできる。ランダムピッチは、画素との干渉によるモアレの防止の点よりも有利である。よって光出射手段は、ピッチに加えて、形状等も異なるものの組合せからなっていてもよい。
【００５０】
光出射手段における光路変換斜面は、図１の例の如く、透明基板１Ｃの側面より入射させる光の方向（矢印）に対面していることが、出射効率の向上の点より好ましい。従って線状照明装置を用いる場合には光路変換斜面は、透明基板の一辺に対する方向又は一定の方向を向いていることが好ましい。また発光ダイオード等の点状照明装置を用いる場合には光路変換斜面は、その点状照明装置の発光中心の方向を向いていることが好ましい。
【００５１】
光出射手段の断続端の形状等については、特に限定はないが、その部分への入射光の低減化等による影響の抑制の点より、３０度以上、就中４５度以上、特に６０度以上の斜面とすることが好ましい。
【００５２】
また光路制御層の表面は、光出射手段の部分を除き、その表裏面が可及的に平滑な平坦面であること、就中±５度以下、特に±２度以下の角度変化、更には０度の平坦面であることが好ましい。またその角度変化が長さ５mmあたり１度以内、就中０．５度以内であることが好ましい。斯かる平坦面とすることにより、光路制御層の大部分を角度変化が５度以下の平滑面とすることでき、図２に例示の折線矢印βの如く、透明基板内を伝送する光を効率よく利用できて、画像を乱さない均一な光出射を達成することができる。
【００５３】
上記したように、光出射手段Ａのピット状配置は、透明基板の側面に配置する照明装置として点状照明装置を用い、その点状照明装置による側面からの放射状の入射光ないしその伝送光を光路変換斜面ａを介し光路変換して、透明基板を可及的に均一に発光させ、液晶セル等に対して法線方向の指向性に優れる光を、照明装置光の利用効率よく透明基板から出射させることを目的とする。
【００５４】
従ってそのピット状配置は、点状照明装置の配置が容易となるように、透明基板の端面、又はその外側に仮想中心が形成されるように行うことが好ましい。仮想中心は、透明基板における同じ又は異なる端面に対して、一箇所又は二箇所以上を形成することができる。
【００５５】
光路制御層の形成は、適宜な方法で行うことができる。ちなみにその例としては、熱可塑性樹脂からなる透明フィルムを、所定の光出射手段を形成しうる型に加熱下に押付て形状を転写する方法、加熱溶融させた熱可塑性樹脂、あるいは熱や溶媒を介して流動化させた樹脂を、所定の光出射手段を形成しうる型に充填する方法、熱や紫外線、あるいは電子線等の放射線で重合処理しうる液状樹脂やモノマーやオリゴマー等を、所定の光出射手段を形成しうる型に充填ないし流延して重合処理する方法があげられる。
【００５６】
また透明フィルムに熱や紫外線、あるいは電子線等の放射線で重合処理しうる液状樹脂やモノマーやオリゴマー等を塗工し、その塗工層を所定の光出射手段を形成しうる型に押しつけて成形したのち重合処理する方法、前記の液状樹脂等を所定の光出射手段を形成しうる型に充填し、その充填層の上に透明フィルムを密着配置して、紫外線や放射線等の照射で重合処理する方法などもあげられる。これらの方法は、その透明フィルムに、光路制御層が隣接することとなる偏光板等の光学層を用いて、光出射手段を一体的に有する光学層の形成に適用することもできる。
【００５７】
従って上記した方法は、光路制御層具備の透明保護層を一体成形して、光出射手段を同体に有する透明保護層の形成に有利である。特に後者の透明フィルムを用いる方法は、透明保護層等の光学層に、それとは別体の光路制御層１Ａを付加したものが形成される。その場合、付加する光路制御層と透明保護層等の光学層との屈折率差が大きいと界面反射等にて出射効率が大きく低下する場合がある。
【００５８】
従って前記の出射効率の低下を抑制する点より、透明保護層等の光学層と光路制御層との屈折率差を可及的に小さくすること、就中０．１０以内、特に０．０５以内とすることが好ましい。またその場合、透明保護層等の光学層よりも付加する光路制御層の屈折率を高くすることが、出射効率の点より好ましい。なお光路制御層の形成には、上記した透明基板に準じて入射光の波長域に応じた適宜な透明材料を用いうる。
【００５９】
なお前記のフィルムを用いる方法においては、そのフィルムとして剥離剤で処理したものなどを用いて重合処理後に、形成された光路制御層とフィルムとを分離する方法も採ることができる。その場合には、用いるフィルムは透明でなくてもよい。光路制御層の厚さは、３００μm以下、就中５〜２００μm、特に１０〜１００μmが一般的である。
【００６０】
光路制御層の少なくとも光出射手段形成面には必要に応じて、上記したアンチグレア処理や反射防止処理、ハードコート処理などを施すことができる。斯かる処理を施した透明基板は、特にフロントライト方式に好ましく用いうる。なおアンチグレア処理や反射防止処理やハードコート処理は、その１種又は２種以上の処理を施したフィルムの接着方式などにても施すことができる。
【００６１】
透明フィルム等からなる光路制御層を偏光板等の隣接層に必要に応じ接着するための接着層は、それらの一方又は両方の接着処理面に設けることができる。斯かる接着層を介した接着処理は、光出射手段Ａの光路変換斜面ａを介した反射効率、ひいては側面方向よりの入射光の有効利用による正面輝度向上などを目的とする。
【００６２】
前記接着層の形成には、例えば紫外線や放射線等の照射又は加熱で硬化する接着剤などの適宜なものを用いることができ、特に限定はない。簡便接着性等の取扱性や内部応力の発生を抑制する応力緩和性などの点よりは、粘着層が好ましく用いうる。その粘着層の形成には、例えばゴム系やアクリル系、ビニルアルキルエーテル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やポリアミド系、スチレン系やフッ素系などの適宜なポリマーをベースポリマーとする粘着剤などを用いうる。
【００６３】
就中、アクリル酸ないしメタクリル酸のアルキルエステルを主体とするポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤の如く、透明性や耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いられる。また吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や透明基板の反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置等の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。
【００６４】
さらに接着層は、それに例えば上記のアンチグレア処理で例示した透明微粒子を１種又は２種以上含有させて光拡散型のものとすることもできる。また接着層、特に粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、就中、粘着性付与樹脂、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤や酸化防止剤などの接着層に添加されることのある適宜な添加剤を含有していてもよい。
【００６５】
光路制御層への粘着層の付設は、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒に、粘着性物質ないしその組成物を溶解又は分散させて１０〜４０重量％程度の粘着剤液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で光路制御層上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを光路制御層上に移着する方式などの適宜な方式で行うことができる。
【００６６】
偏光面光源装置１としての照明機構は、図２の例の如く透明基板１Ｃの１又は２以上の側面に、１個又は２個以上の照明装置５１を配置することにより形成することができる。その形成に際し、ピット状配置の光出射手段を有する光路制御層の場合には、点状照明装置による放射状入射光を効率よく利用して明るい面発光を達成する点より、ピット状配置の光出射手段の仮想中心を含む垂直線上における透明基板の側面に点状照明装置を配置することが好ましい。
【００６７】
仮想中心に対応した点状照明装置の斯かる配置に際しては、光出射手段の仮想中心が光路制御層の端面にあるか、その外側にあるかに応じて図２の例の如く、偏光面光源装置１における透明基板１Ｃからなるセル基板２０の点状照明装置を配置する側を、突出させる方式などの適宜な対応策を採ることができる。線状照明装置等の他の照明装置を配置する場合も同様である。
【００６８】
透明基板の側面に配置する照明装置としては、適宜なものを用いることができる。例えば前記した発光ダイオード等の点状照明装置のほか、（冷，熱）陰極管等の線状照明装置、点状照明装置を線状や面状等に配列したアレイ体、あるいは点状照明装置と線状導光板を組合せて点状照明装置からの入射光を線状導光板を介し線状照明装置に変換するようにしたものなどが好ましく用いうる。
【００６９】
また照明装置は、光路制御層の光路変換斜面が対面することとなる透明基板の側面に配置することが出射効率の点より好ましい。上記したピット状配置の場合も含めて、光路変換斜面が照明装置に対して可及的に垂直に対面するように配置することにより、照明装置を介した側面からの入射光を効率よく偏光に変換して高効率に発光させることができる。
【００７０】
従って横断面が二等辺三角形の如く二面の光路変換斜面を具備するものなどの、複数の光路変換斜面を具備する光出射手段を有する光路制御層の場合には、透明基板の対向する側面の両方などの、複数の光路変換斜面に対応した数の照明装置を配置することもできる。またピット状配置の場合には、光路制御層における光出射手段の仮想中心に対応した１個所又は２個所以上に点状照明装置を配置することもできる。
【００７１】
図２の例の如く照明装置５１に対しては、必要に応じ発散光を透明基板の側面に導くために、それを包囲するリフレクタ５２などの適宜な補助手段を配置した組合せ体とすることもできる。リフレクタとしては、高反射率の金属薄膜を付設した樹脂シートや白色シートや金属箔などの適宜な反射シートを用いうる。リフレクタは、その端部を透明基板の端部に接着する方式などにて照明装置の包囲を兼ねる固定手段として利用することもできる。
【００７２】
偏光面光源装置は、その実用に際し、必要に応じて他の光学層を付加した形態のものとすることができる。その光学層については、特に限定はなく、例えば反射層や半透過型反射層、位相差層や輝度向上フイルムの如き、液晶表示装置などの形成に用いられることのある適宜な光学層の１層又は２層以上を付加することができる。
【００７３】
ちなみに図２の例では、偏光板１Ｂと透明基板１Ｃの間に位相差板２５が付加されており、さらに透明基板の反対側に、液晶を配向させるための配向膜２２、液晶の配向を制御するための透明電極２１、カラー表示を実現するためのカラーフィルタ２３、折線矢印γの如く側面入射光ないしその伝送光を対向端側に効率よく伝送するための低屈折率層２４が付加されている。
【００７４】
前記した反射層は、光路制御層の外側に配置して、液晶表示装置等のバックライトとして用いた場合に、光路制御層からの漏れ光の防止や、液晶表示装置等の視認側より入射した外光を反射させて、外光モードにても視認が可能な外光・照明両用型の液晶表示装置等を形成する場合などに付加される。反射層は、従来に準じた反射シートや、光路制御層の光出射手段形成面に対するアルミニウム等の反射性金属からなる箔や密着膜を付設する方式などにて形成することができる。
【００７５】
反射層は、表面に微細凹凸構造を有する拡散反射型のものであってもよい。なお密着膜からなる反射層は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式や、メッキ方式などの適宜な方式で金属膜を付設する方法などにより行うことができる。
【００７６】
一方、半透過型反射層は、光を反射し、かつ透過するハーフミラーの如き反射層であり、前記した反射層を薄膜化して光透過性とする方式や、反射層に光透過用開口の多数を分散分布させて設ける方式などにより形成することができる。半透過型反射層は、偏光板と光学補償層の間に配置するなどして、液晶表示装置等のバックライトなどとして用いられ、前記した外光モードにても視認が可能な外光・照明両用型の液晶表示装置等を形成する場合などに付加される。その偏光面光源装置は、背面側のセル基板としても用いうる。
【００７７】
また位相差層は、直線偏光を楕円偏光や円偏光に変えたり、楕円偏光や円偏光を直線偏光に変えること、又は直線偏光の偏光方向（振動方向）を変えること、あるいは視角補償の目的などで用いられる。直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える場合には１／４波長板が、直線偏光の偏光方向を変える場合には１／２波長板が一般に用いられる。
【００７８】
一方、位相差層と偏光板を積層してなる楕円偏光板は、スパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置における液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄等)を補償（防止)して、着色のない白黒表示を達成する場合などに有効に用いられる。特に三次元方向の屈折率を制御した位相差層を用いたものは、液晶表示画面を斜視した際に生じる着色も補償することができて好ましい。また円偏光板は、例えばカラー表示型の反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、反射防止の目的にも用いうる。
【００７９】
視角補償用の位相差層は、液晶表示装置の画面を斜視した場合でも画像が比較的鮮明に見えるように視野角を広げることを目的とする。位相差層は、その使用目的に応じて、光路制御層と偏光板の間、又は／及び偏光板と透明基板の間などの適宜な位置に１層又は２層以上が配置される。位相差層を付加した偏光面光源装置は、フロントライトとバックライトのいずれにも用いることができ、また視認側又は背面側のセル基板としても用いうる。
【００８０】
前記の位相差層としては、例えばポリカーボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンやポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレートやポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフイルムを延伸処理してなる複屈折性フイルムや、液晶ポリマーの配向フイルム、液晶ポリマーの配向層をフイルムにて支持したものなどがあげられる。位相差層は、使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差層を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。
【００８１】
前記の延伸処理は、一軸や二軸等の適宜な方式を採ることができる。視角補償用の位相差層には、二軸延伸フイルムや、一軸延伸フィルムを更に厚さ方向に延伸して厚さ方向の屈折率も制御した複屈折性フィルム、傾斜配向フイルムの如き２方向延伸フイルムなどが通例、好ましく用いられる。
【００８２】
前記の傾斜配向フイルムとしては、例えばポリマーフイルムに熱収縮性フイルムを接着して、加熱によるその収縮カの作用下にポリマーフイルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどがあげられる。良視認の広い視野角を達成する点などよりは、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック系液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層を、トリアセチルセルロースフィルムにて支持したものなどが好ましく用いうる。
【００８３】
輝度向上フイルムは、自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光、又は所定方向の円偏光を選択的に反射し、他の光を透過する性質を示すものであり通例、偏光板と光路制御層の間に、必要に応じて１／４波長板と共に配置される。輝度向上フイルムを付加した偏光面光源装置は、バックライトとして用いることにより、照明装置を介した光の利用効率を高めて輝度の向上を図ることができる。その場合、輝度向上フイルムで反射された光を反転させて、輝度向上フイルムに再入射させるための反射層を光路制御層の外側に配置した形態が輝度向上の点から、より好ましい。
【００８４】
なお前記した輝度向上フイルムの付加による輝度向上は、偏光板に吸収されにくい偏光の供給による吸収ロスの低減に基づき、さらに反射層を付加した場合には、輝度向上フイルムで反射された光を反射反転させて再入射させることにより、その一部又は全部を所定偏光状態の光として輝度向上フイルムを透過させて、その透過光量の増大を図ることに基づき、それにより液晶表示等に利用しうる光量を増大して正面輝度等を向上させうるものである。
【００８５】
輝度向上フイルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や、屈折率異方性が相違する薄膜フイルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶層、特にコレステリック液晶ポリマーの配向フイルムや、その配向液晶層をフイルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。
【００８６】
従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過させるタイプの輝度向上フイルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過するタイプの輝度向上フイルムでは、そのまま偏光板に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点より、その円偏光を位相差層を介し直線偏光化して、偏光板に入射させることが好ましい。その位相差層として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。
【００８７】
上記において、可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差層は、例えば波長５５０nmの単色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と、他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って偏光板と輝度向上フイルムの間に配置する位相差層は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。
【００８８】
なおコレステリック液晶層についても、反射する波長特性が相違するものの組合でその２層又は３層以上を重畳した配置構造とすることにより、可視光域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
【００８９】
本発明による偏光面光源装置は、その光出射手段（光路変換斜面）を介して、照明装置による側面方向からの入射光ないしその伝送光を、視認に有利な垂直性に優れる方向（法線方向）に光路変換して、偏光板を介した偏光を光利用効率よく出射する。また外光に対しても良好な透過性を示すものとすることができる。
【００９０】
正面輝度の均一性又は／及び色相変化の低減性の点より、好ましい偏光面光源装置は、照明装置を介し透明基板の側面から光を入射させた場合に、その透明基板の裏面側より出射する偏光の減衰率が５０％以下、就中１０〜４５％であるもの、又は／及び波長４４０nm、５５０nm及び６１０nmの偏光における減衰率の最大値と最小値の差が１０％以下、就中８％以下、特に１〜７％のものである。
【００９１】
なお前記の減衰率は、入射側面からそれに対向する側面までの長さが４０mmの透明基板の裏面より出射する偏光に基づいて、式：｛（入射側面から５mmの位置での正面輝度）−（対向側面から５mmの位置での正面輝度）｝／（入射側面から５mmの位置での正面輝度）×１００にて算出される（以下同じ）。
【００９２】
従って本発明による偏光面光源装置は、例えばサイドライト型導光板、又は視認側や背面側のセル基板を兼ねるフロントライトやバックライトに用いて、明るくて見やすい薄型軽量の反射型や透過型、さらにはそれらの外光・照明両用式の液晶表示装置、あるいは半透過型の外光・照明両用式の液晶表示装置などの種々の装置を形成することができる。
【００９３】
前記した液晶表示装置の例を図２に示した。図は反射式、かつ視認側のセル基板を兼ねるフロントライト式による外光・照明両用式の液晶表示装置の例である。２０、３０が液晶セルにおけるセル基板、４０が液晶層、３１が反射層である。図例の如く液晶表示装置は、偏光面光源装置１を液晶表示パネルの視認側又は背面側の一方又は両方に有するものとして形成することができる。
【００９４】
また図例の如く、液晶表示装置の形成に際して偏光面光源装置１は、その光出射手段Ａを有する面が外側となるように配置することが一般的である。なおその場合、偏光面光源装置は、予めそれを完成させた状態で液晶表示装置を形成してもよいし、適宜な順序で液晶表示装置を形成しつつ、その過程で偏光面光源装置を組立てもよい。
【００９５】
さらに照明装置は、その点灯による照明モードでの視認を可能とするものであり、外光・照明両用式の液晶表示装置の場合に、外光による外光モードにて視認するときには点灯の必要がないので、その点灯・消灯を切り替えうるものとされる。その切り替え方式には任意な方式を採ることができ、従来方式のいずれも採ることができる。なお照明装置は、発光色を切り替えうる異色発光式のものであってもよく、また異種の照明装置を介して異色発光させうるものとすることもできる。
【００９６】
液晶表示装置は一般に、液晶シャッタとして機能する液晶セルとそれに付随の駆動装置、フロントライト又はバックライト及び必要に応じての反射層や位相差板等の構成部品を適宜に組立てることなどにより形成される。本発明においては上記した偏光面光源装置を用いて照明機構を形成する点を除いて特に限定はなく、従来のフロントライト型やバックライト型のものに準じて形成することができる。
【００９７】
従って用いる液晶セルについては特に限定はなく、図例の如くセル基板２０、３０の間に封止材４１を介し液晶４０を封入し、その液晶等による光制御を介して表示光を得るようにした適宜な反射型や透過型、半透過型のものなどを用いることができる。
【００９８】
ちなみに液晶セルの具体例としては、ＴＮ型液晶セルやＳＴＮ型液晶セル、ＩＰＳ型液晶セルやＨＡＮ型液晶セル、ＯＣＢ型液晶セルやＶＡ型液晶セル、π型液晶セルの如きツイスト系や非ツイスト系、ゲストホスト系や強誘電性液晶系の液晶セル、あるいは内部拡散式等の光拡散型の液晶セルなどがあげられる。また液晶の駆動方式も例えばアクティブマトリクス方式やパッシブマトリクス方式などの適宜なものであってよい。
【００９９】
反射型の液晶表示装置では、ＴＮ型やＳＴＮ型等の液晶セルの如く、電界を介して光を変調する液晶層を具備するものが好ましく用いられる。またその場合、偏光面光源装置は、図例の如く液晶表示パネルの視認側にセル基板２０として、又はサイドライト型導光板として配置して、フロントライト式の液晶表示装置とすることが一般的である。液晶の駆動は通例、図２の例の如くセル基板の内側に設けた電極２１、３１を介して行われる。
【０１００】
反射型の液晶表示装置では、反射層の配置が必須である。その配置位置については、図２に例示の如く液晶セルの内側に設けることもできるし、液晶セルの外側に設けることもできる。従って図２の例で電極３１は、反射層も兼ねている。本発明による反射型の液晶表示装置は通例、外光・照明両用式のものとして利用することができる。
【０１０１】
反射層についは、例えばアルミニウムや銀、金や銅やクロム等の高反射率金属の粉末をバインダ樹脂中に含有する塗工層や、蒸着方式等による金属薄膜の付設層、その塗工層や付設層を基材で支持した反射シート、金属箔や透明導電膜、誘電体多層膜などの従来に準じた適宜な反射層として形成することができる。この点は、上記した反射層と同様である。
【０１０２】
一方、透過型の液晶表示装置は、偏光面光源装置を液晶表示パネルの背面側にセル基板として、又はサイドライト型導光板として配置して、バックライト式の液晶表示装置とすることが一般的である。その場合、上記したように光路制御層外側に反射層を設けることにより、光路変換斜面等から洩れる光を反射させ、液晶セルの方向に戻すことでセル照明に利用でき、正面輝度の向上を図ることができる。
【０１０３】
前記の場合、反射層を拡散反射面とすることで、反射光を拡散させて正面方向に向けることができ、視認により有効な方向に向けることができる。また前記の反射層を設けることで透過型で、かつ外光・照明両用式の液晶表示装置として利用することもできる。
【０１０４】
他方、半透過型の液晶表示装置は、例えば上記した反射型のものにおける反射層を光を反射し、かつ透過する半透過型反射層とすることにより形成することができる。その場合、偏光面光源装置は、液晶表示パネルの視認側に配置することもできるが、一般には背面側に配置することが好ましい。また視認側と背面側の両方に偏光面光源装置を配置することもできる。
【０１０５】
本発明による半透過型の液晶表示装置は通例、外光・照明両用式のものとして利用することができる。また上記した透過型に準じて、液晶表示パネルの背面側、その背面側に偏光面光源装置を有する場合には、その外側に反射層を配置することで、より正面輝度を向上させることができる。これは、半透過型反射層を透過して、あるいはそれに反射されて液晶表示パネルの背面に到達した光を、その反射層で反射反転させて液晶セルに再入射させることが可能になることによる。
【０１０６】
なお上記の透過型や半透過型において、さらに反射層を液晶セルの外側に配置する反射型において、そのセル基板や電極は、液晶表示を可能とするために、透明基板や透明電極などの如く、光を透過しうるものとして形成することが必要である。
【０１０７】
一方、図２の例の如く、液晶セルの内部に反射層を兼ねる電極３１を設ける場合には、液晶表示を可能とするために、その視認側のセル基板２０や電極２１は、透明基板や透明電極等の光を透過しうるものとして形成する必要があるが、背面側のセル基板３０については、その反射層３１と同様に透明である必要はなく、不透明体で形成されていてもよい。
【０１０８】
液晶セルを形成するセル基板の厚さについては、特に限定はなく、液晶の封入強度や配置する照明装置の大きさなどに応じて適宜に決定しうる。一般には光伝送効率と薄型軽量性のバランスなどの点より、１０μm〜５mm、就中５０μm〜２mm、特に１００μm〜１mmの厚さとされる。またセル基板の厚さは、照明装置を配置する側と、配置しない側とで相違していてもよいし、同厚であってもよい。
【０１０９】
液晶セルの形成に際しては、必要に応じ図２の例の如く、ラビング膜等の配向膜２２、３２や、カラーフィルタ２３、低屈折率層２４、位相差板２５などを設けることができる。配向膜は液晶層に隣接するように配置し、カラーフィルタはセル基板と電極の間に配置する方式が一般的である。上記したように斯かる光学層は、偏光面光源装置に対する付加層として設けることもできる。
【０１１０】
なお前記の低屈折率層２４は、照明装置を介した側面方向よりの入射光を界面反射させて照明装置より遠離る方向の後方に効率よく伝送し、後方にある光路変換斜面にも光が効率よく入射して、セル表示面の全面における明るさの均一性の向上を目的とする。低屈折率層は、フッ素化合物やシリコーン系ポリマー等の無機物や有機物からなる適宜な低屈折率材料による透明層として形成することができる。
【０１１１】
低屈折率層の配置位置は、セル表示の明るさの向上の点より、図２の例の如く照明装置５１を配置したセル基板２０の内側、すなわち透明基板の光路制御層付設側とは反対の面が好ましい。またセル基板（透明基板）よりも屈折率が０．０１以上、就中０．０２〜０．１５、特に０．０５〜０．１０低い低屈折率層がセル表示の明るさの向上の点より好ましい。従って視認側と背面側の両セル基板の側面に照明装置を配置する場合には、それら両方のセル基板に低屈折率層を設けることが好ましい。
【０１１２】
液晶表示装置の形成に際しては必要に応じ、上記したアンチグレア層等のほかに光拡散層やプリズムシート、レンズシートなどの適宜な光学層の１層又は２層以上を付加した液晶表示パネルとすることもできる。斯かる付加する光学層は、必要に応じ接着層等を介し、偏光面光源装置に組み込んで、一体物として液晶セルに適用することもできる。
【０１１３】
光拡散層は、表示光の拡散による表示範囲の拡大や、発光の平準化による正面輝度の均一化、透明基板内の伝送光の拡散による光路制御層への入射光量の増大などを目的とする。光拡散層は、上記のアンチグレア層に準じた表面微細凹凸構造を有する塗工層や、拡散シートなどによる適宜な方式にて設けることができる。また光拡散層は、接着層に透明粒子を配合して接着層を兼ねる層として配置することもできる。これによれば液晶表示装置の薄型化を図かることができる。光拡散層は、視認側の偏光板と透明基板との間などの適宜な位置に１層又は２層以上を配置することができる。
【０１１４】
なお上記した図２に例示の反射式の液晶表示装置において、外光・照明両用による視認は、照明装置５１の点灯による照明モードにおいて図例の折線矢印αの如く、偏光面光源装置１より出射した光が液晶セルを経由してその反射層３１で反射された後、液晶セル内を逆経由して偏光面光源装置に至り、光路制御層における光出射手段Ａ以外の部分より透過した表示光が視認される。
【０１１５】
一方、照明装置の消灯による外光モードにおいては、偏光面光源装置１の光路制御層１Ａにおける光出射手段Ａ以外の部分より入射した光が反射層３１を介し、前記に準じ液晶セル内を逆経由して偏光面光源装置に至り、光出射手段以外の部分より透過した表示光が視認される。
【０１１６】
他方、透過式の液晶表示装置における外光・照明両用による視認は、照明装置の点灯による照明モードにおいて、背面側に配置した偏光面光源装置より出射した光が液晶セル内に入射し、視認側の透明基板等を透過した表示光が視認される。また照明装置の消灯による外光モードでは、視認側表面より入射した外光が液晶セルを透過して背面側の偏光面光源装置に至り、その光路制御層の光出射手段以外の部分より入射した光が背面に設けた反射層を介し反転し、液晶セル内を逆経由して透過した表示光が視認される。
【０１１７】
さらに、半透過式の液晶表示装置における外光・照明両用による視認は、半透過反射層を介した透過光又は／及び反射光に基づいて、前記した透過型又は／及び反射型の液晶表示装置に準じて、照明モード又は外光モードによる表示光の視認が達成される。
【０１１８】
本発明において、上記した偏光面光源装置や液晶表示装置を形成する各部品は、全体的又は部分的に積層一体化されて固着されていてもよいし、分離容易な状態に配置されていてもよい。界面反射の抑制によるコントラストの低下防止などの点よりは固着状態にあることが好ましく、少なくとも光路制御層と偏光板と透明基板等が固着密着状態にあることが好ましい。その固着処理には粘着剤等の適宜な透明接着剤を用いることができ、その透明接着層に透明粒子等を含有させて拡散機能を示す接着層などとすることもできる。
【０１１９】
また前記の形成部品、特に視認側のそれには例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などにより紫外線吸収能をもたせることもできる。
【０１２０】
また偏光面光源装置には、液晶セル等の他部材と接着するための透明な接着層を必要に応じて設けることができる。その接着層は、上記に準じることができる。接着層の厚さは、使用目的や接着カなどに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μm、就中５〜２００μm、特に１０〜１００μmとされる。なお表面に露出する接着層、特に粘着層に対しては、それを実用に供するまでの間、異物の混入等の防止を目的に剥離シートを仮着してカバーしておくことが好ましい。
【０１２１】
剥離シートとしては、例えばプラスチックフイルムやゴムシート、紙や布、不織布やネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【０１２２】
【実施例】
実施例１
予め所定形状に加工した金型に紫外線硬化性のアクリル系樹脂をスポイトにて滴下後、ケン化処理を行った厚さ８０μmのトリアセチルセルロースフィルムを静置し、ゴムローラにて密着させると共に余分な樹脂と気泡を押し出した後、メタルハライドランプにて紫外線を照射し硬化させて金型から剥離して所定のサイズに切りだし、光路制御層具備の透明保護層を得た。
【０１２３】
前記の透明保護層は、長さ約１００μm、幅約１０μmで断面三角形の光出射手段（図１）の複数が一辺に対して平行に、かつ不規則に分布してなり、その光路変換斜面の傾斜角で４３度で、立面の傾斜角が７８度である。なお光路変換斜面は、前記の平行な辺に対面する。また光出射手段を形成した面における光出射手段以外の部分からなる平坦面の面積は、光路変換斜面と立面の和の１２倍以上である。さらに透明保護層の全光線透過率とヘイズは、それぞれ８９％と７％であった。
【０１２４】
次に前記透明保護層の光出射手段を有しない側と、ポリビニルアルコール系偏光フィルムとを、予めフィルム化した屈折率１．５３のアクリル系粘着層を介し圧着ローラにて圧着し、その偏光板側を同様のアクリル系粘着層を介し圧着ローラにてガラス基板と圧着して、オートクレーブ中で加熱脱泡し密着させた。
【０１２５】
ついで、前記のガラス基板における光路変換斜面が対面する側面に冷陰極管を配置し、銀蒸着のポリエステルフィルムで包囲してフィルム端部をガラス基板の上下面に両面粘着テープで接着し、冷陰極管を保持固定して偏光面光源装置を得た。
【０１２６】
前記において用いた偏光フィルムは、透過率４５．３７％、偏光度９６．８１％、平行ａ値−０．３８０、直交ａ値１７．７１５、平行ｂ値−０．６１７、直交ｂ値−５６．１６３、光源から２５mmの領域でのＹxy表色系（以下同じ）におけるｘ値が０．２９７０、ｙ値が０．３２３５のものである。またガラス基板は、厚さ１．３mm、長さ４０mm、幅３０mmのものである。
【０１２７】
実施例２
偏光フィルムとして、透過率４５．４３％、偏光度９６．８５％、平行ａ値−０．３１８、直交ａ値１６．７４２、平行ｂ値−０．００８、直交ｂ値−５４．４９３、ｘ値が０．２９３４、ｙ値が０．３１７４のものを用いたほかは、実施例１に準じて偏光面光源装置を得た。
【０１２８】
比較例１
偏光フィルムとして、透過率４４．３７％、偏光度９９．２１％、平行ａ値−２．３６４、直交ａ値３．３８２、平行ｂ値３．５７３、直交ｂ値−１８．９９４、ｘ値が０．３３１１、ｙ値が０．４０３４のものを用いたほかは、実施例１に準じて偏光面光源装置を得た。
【０１２９】
比較例２
偏光フィルムとして、透過率４４．９０％、偏光度９８．１３％、平行ａ値−１．３２３、直交ａ値１５．６９７、平行ｂ値１．１９３、直交ｂ値−４７．７９１、ｘ値が０．３０９９、ｙ値が０．３５４１のものを用いたほかは、実施例１に準じて偏光面光源装置を得た。
【０１３０】
比較例３
偏光フィルムとして、透過率４４．０８％、偏光度９９．９０％、平行ａ値−１．２９０、直交ａ値０．６１２、平行ｂ値２．７８３、直交ｂ値−４．７０６、ｘ値が０．３４８０、ｙ値が０．３９２６のものを用いたほかは、実施例１に準じて偏光面光源装置を得た。
【０１３１】
評価試験
実施例、比較例で得た偏光面光源装置の冷陰極管を点灯させ、入射側面及び対向側面より５mmの各位置での出射光の正面輝度、及び分光スペクトルを輝度計（ミノルタ社製、分光放射輝度計ＣＳ−１０００）にて測定し、可視光全域の正面輝度の減衰率と、波長４４０nm、５５０nm及び６１０nmの光の減衰率における最大値と最小値の差（減衰率差）を調べた。また目視にて色相変化を観察し、変化が少なくて良好な場合を○、変化が大きい場合を×として評価した。
【０１３２】
前記の結果を次表に示した。

【０１３３】
表より、実施例では比較例と比べて、正面輝度の減衰率及び色相の変化が小さいことが判る。所定の偏光度と透過率を示す偏光板を用いることにより、光源からの距離が増大するにつれて生じる正面輝度の低下を減少させて輝度の均一性を高めることができ、また所定の平行及び直交のａ値とｂ値を示す偏光板を用いることにより、光源からの距離が増大するにつれて色相が変化する現象を抑制できて色ムラを低減できることが判る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の説明側面図
【図２】液晶表示装置の説明側面図
【符号の説明】
１：偏光面光源装置
１Ａ：光路制御層
Ａ：光出射手段
ａ：光路変換斜面
１Ｂ：偏光板
１Ｃ：透明基板
２０、３０：セル基板
４０：液晶層
５１：照明装置

Claims (4)

1. 側面に照明装置を有する透明基板の表面側に、少なくとも偏光板を介して光路制御層を有してなり、その偏光板が透過率４５％以上、偏光度９６％以上、平行ａ値−０．４〜−０．３、直交ａ値１６〜１８、平行ｂ値−０．７〜０、及び直交ｂ値−５７〜−５４を満足し、前記の光路制御層が透明基板の側面からの入射光を当該透明基板の裏面方向に反射する光路変換斜面を具備する光出射手段の複数を有することを特徴とする偏光面光源装置。
2. 請求項１において、光路変換斜面の傾斜角が、透明基板が形成する平面に対して３５〜４８度であり、入射側面からそれに対向する側面までの長さが４０mmの透明基板の側面から照明装置を介して光を入射させた場合に、透明基板の裏面より出射する偏光の、式：｛（入射側面から５mmの位置での正面輝度）−（対向側面から５mmの位置での正面輝度）｝／（入射側面から５mmの位置での正面輝度）×１００に基づく減衰率が５０％以下である偏光面光源装置。
3. 請求項１又は２において、入射側面からそれに対向する側面までの長さが４０mmの透明基板の側面から照明装置を介して光を入射させた場合に、透明基板の裏面より出射する偏光の、式：｛（入射側面から５mmの位置での正面輝度）−（対向側面から５mmの位置での正面輝度）｝／（入射側面から５mmの位置での正面輝度）×１００に基づく減衰率において、波長４４０nm、５５０nm及び６１０nmの偏光における減衰率の最大値と最小値の差が１０％以下である偏光面光源装置。
4. 請求項１〜３の一に記載の偏光面光源装置を液晶表示パネルの視認側又は背面側の一方又は両方に有することを特徴とする液晶表示装置。

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